選修三 第二章 第2節(jié) 分子的立體結構 學案

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第二章 分子結構與性質 第二節(jié) 分子的立體結構 第1課時 學習目標： 1.會判斷一些典型分子的立體結構，認識分子結構的多樣性和復雜性，理解價層電子對互斥模型。 2.通過對典型分子立體結構探究過程，學會運用觀察、比較、分類及歸納等方法對信息進行加工，提高科學探究能力。 3.通過觀察分子的立體結構，激發(fā)學習化學的興趣，感受化學世界的奇妙。 學習重點：價層電子對互斥模型 學習難點：能用價層電子對互斥模型預測分子的立體結構 學習過程： 【溫故知新】 觀察CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的球棍模型（或比例模型），判斷它們的立體構型，并思考：為什么它們會具有這樣的構型？ 【學習新知】 一、形形色色的分子 【自主學習】 請學生閱讀教材P35相關內容，思考如下問題： （1）分子中所含有的原子個數與它們的空間構型有何關系？ （2）同為三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空間結構卻不同，什么原因？同為四原子分子，CH2O與 NH3 分子的的空間結構也不同，什么原因？ 【思考交流】 試寫出C、H、N、O的電子式，根據共價鍵的飽和性討論C、H、N、O的成鍵情況。 原子 H C N O 電子式 可形成共用電子對數 成鍵情況 【歸納】原子不同，可形成的 數目不同，共價鍵的 性不同 寫出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的電子式和結構式；根據電子式、結構式描述CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的成鍵情況.分析分子內的原子總數、孤對電子數及空間結構。 分子 CO2 H2O NH3 CH2O CH4 電子式 結構式 原子總數 孤對電子數 空間結構 【歸納】含有同種原子的分子，因為原子形成的 不同， 不同。 【歸納小結】分子結構多樣性的原因： 1、構成分子的 總數不同；2、含有同樣數目原子的分子的 不同。 【思考交流】觀察閱讀P36彩圖，思考討論：不同的分子為何會形成不同的鍵角，從而導致不同的結構？ 二、價層電子對互斥理論： 【自主學習】閱讀教材P37-38內容，歸納以下問題： （1）價層電子對互斥理論怎樣解釋分子的空間構型？ （2）什么是價層電子對？對于ABn型分子如何計算價層電子對數？ （3）什么是VSEPR模型？如何確定分子的VSEPR模型與空間構型？ 1、價層電子對互斥理論： 由于中心原子的孤對電子占有一定的空間，對其他成鍵電子對存在排斥力，影響其分子的空間結構。分子的立體構型是 相互排斥的結果。 分子中 的斥力> 的斥力> 的斥力。由于相互排斥作用,盡可能趨向彼此遠離，排斥力最小。 2、價層電子對的計算：價層電子對是指 。以ABn型分子為例： 價層電子對數=中心原子所成 + 中心原子 數=n +1/2（a-nb） 注：a為中心原子A價電子數，b為配位原子B最多能接受的電子數，n即為分子式中的n值，即配位原子的個數。 求算陰、陽離子中價層電子對數時，應分別相應 或 離子所帶電荷數。 3、VSEPR模型： 【思考交流】如何應用價層電子對數確定VSEPR模型及空間構型？完成下表，總結規(guī)律。 A的電子對數 成鍵電子對數 孤對電子對數 VSEPR幾何構型 實例 實例構型 2 2 0 CO2 3 3 0 CH2O 2 1 SO2 4 0 CH4 3 1 NH3 2 2 H2O 6 0 SF6 4 2 XeF4 【歸納】 4、對于ABn型分子空間結構確定的一般步驟為： （1）確定中心原子（A）的價層電子對數； （2）根據計算結果找出理想的VSEPR模型； （3）去掉孤電子對，得到分子真實的空間構型。 【反饋練習】課本P39思考與交流 【當堂達標】 1、下列物質中，分子的立體結構與水分子相似的是 （ ） A、CO2 B、H2S C、PCl3 D、SiCl4 2、下列分子的立體結構，其中屬于直線型分子的是 （ ） A、 H2O B、CO2 C、C2H2 D、P4 3、寫出你所知道的分子具有以下形狀的物質的化學式，并指出它們分子中的鍵角分別是多少？ （1） 直線形 （2） 平面三角形 （3） 三角錐形 （4） 正四面體 4、下列分子中，各原子均處于同一平面上的是 （ ） A、NH3 B、CCl4 C、H2O D、CH2O 5、下列分子的結構中，原子的最外層電子不都滿足8電子穩(wěn)定結構的是（ ） A、CO2 B、PCl3 C、CCl4 D、NO2 6、下列分子或離子的中心原子，帶有一對孤對電子的是 （ ） A、XeO4 B、BeCl2 C、CH4 D、PCl3 7、為了解釋和預測分子的空間構型，科學家在歸納了許多已知的分子空間構型的基礎上，提出了一種十分簡單的理論模型——價層電子對互斥模型。這種模型把分子分成兩類：一類是 ；另一類是 。BF3和NF3都是四個原子的分子，BF3的中心原子是 ，NF3的中心原子是 ；BF3分子的立體構型是平面三角形，而NF3分子的立體構型是三角錐形的原因是 。 8、用價層電子對互斥模型推測下列分子或離子的空間構型。 BeCl2 ；SCl2 ；SO32- ；SF6 第二章 分子結構與性質 第二節(jié) 分子的立體結構 第2課時 學習目標 1． 認識雜化軌道理論的要點 2． 能根據雜化軌道理論判斷簡單分子或離子的構型 學習重點 雜化軌道理論及其應用 學習難點 分子的立體結構，雜化軌道理論 學習過程 【溫故知新】 （1）用價電子對互斥理論預測，甲烷分子的空間構型如何？鍵角為多少？ （2）按照已學過的價健理論能否解釋正四面體構型甲烷分子？為什么？ 【自主學習】 閱讀教材P39-41相關內容。歸納以下問題： （1）雜化與雜化軌道的概念是什么？ （2）雜化有哪些類型？分別舉例說明。 （3）雜化軌道與分子的空間構型存在什么關系呢？如何用雜化軌道理論解釋分子的空間構型？ 【歸納總結】 三、雜化軌道理論 1、雜化的概念： 在形成分子時，由于原子的相互影響，若干不同類型能量 的原子軌道混合起來，重新組合成一組新軌道，這種軌道重新組合的過程叫做 ，所形成的新軌道就稱為 。 提出雜化軌道理論的目的：合理解釋分子的空間構型。 2、雜化的類型： （1）sp雜化： s軌道和 p軌道間的雜化。如： （2）sp2 雜化： s軌道和 p軌道間的雜化。如： （3）sp3 雜化： s軌道和 p軌道間的雜化。如： 3、確定中心原子的雜化類型： （1）確定中心原子價電子對數 （2）判斷分子的VSEPR模型 （3）根據VSEPR模型與雜化類型的一一對應關系找出雜化類型： 直線型—— 雜化； 平面型—— 雜化； 四面體—— 雜化。 【小結】 雜化類型 雜化軌道數目 雜化軌道間的夾角 空間構型 實例 Sp 2 180 直線 BeCl2 Sp2 3 120 平面三角形 BF3 Sp3 4 10928′ 四面體形 CH4 【知識升華】思考交流： （1）任何情況下軌道都可以發(fā)生雜化嗎？雜化軌道有什么用途？ （2）水、甲烷、氨氣中心原子均為sp3雜化，為什么水的鍵角為105度？氨氣的為107度？ 【注意】1、雜化只有在形成分子時才會發(fā)生； 2、能量 的軌道方可發(fā)生雜化； 3、雜化軌道成鍵時滿足 原理，從而決定鍵角。 4、雜化軌道只用來形成 或容納 ， 軌道方可用于形成π鍵。 【反饋練習】 1、P41“思考與交流”。 2、利用雜化軌道理論解釋乙烯、乙炔、苯的空間構型。 【當堂達標】 1、下列分子中心原子是sp2雜化的是（ ） A PBr3 B CH4 C BF3 D H2O 2、關于原子軌道的說法正確的是（ ） A 凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其幾何構型都是正四面體 B CH4分子中的sp3雜化軌道是由4個H原子的1s 軌道和C原子的2p軌道混合起來而形成的 C sp3雜化軌道是由同一個原子中能量相近的s 軌道和p軌道混合起來形成的一組能量相近的新軌道 D 凡AB3型的共價化合物，其中中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵 3、用Pauling的雜化軌道理論解釋甲烷分子的四面體結構，下列說法 不正確的是（ ） A、C原子的四個雜化軌道的能量一樣 B、C原子的sp3雜化軌道之間夾角一樣 C、C原子的4個價電子分別占據4個sp3雜化軌道 D、C原子有1個sp3雜化軌道由孤對電子占據 4、下列對sp3 、sp2 、sp雜化軌道的夾角的比較，得出結論正確的是（ ） A sp雜化軌道的夾角最大 B sp2雜化軌道的夾角最大 C sp3雜化軌道的夾角最大 D sp3 、sp2 、sp雜化軌道的夾角相等 5、乙烯分子中含有4個C—H和1個C=C雙鍵，6個原子在同一平面上。下列關于乙烯分子的成鍵情況分析正確的是（ ） A 每個C原子的2s軌道與2p軌道雜化，形成兩個sp雜化軌道 B 每個C原子的1個2s軌道與2個2p軌道雜化，形成3個sp2雜化軌道 C 每個C原子的2s軌道與3個2p軌道雜化，形成4個sp3雜化軌道 D 每個C原子的3個價電子占據3個雜化軌道，1個價電子占據1個2p軌道 6、ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO 4-中Cl都是以sp3雜化軌道與O原子成鍵的，試推測下列微粒的立體結構 微粒 ClO- ClO2- ClO3- ClO4- 立體結構 7、根據雜化軌道理論，請預測下列分子或離子的幾何構型： CO2 ， CO32- H2S ， PH3 8、為什么H2O分子的鍵角既不是90也不是10928′而是104.5？ 第二章 分子結構與性質 第二節(jié) 分子的立體結構 第3課時 學習目標 1． 掌握配位鍵、配位化合物的概念，能舉出常見的配位鍵、配合物的例子。 2． 會正確表示配位鍵、配位化合物。 學習重點 配位鍵、配位化合物的概念 學習難點 配位鍵、配位化合物的概念 學習過程 【課前思考】 為什么CuSO4?5H2O晶體是藍色而無水CuSO4是白色？ 完成探究實驗，填充如下表格： 固體 ①CuSO4 ②CuCl22H2O ③CuBr2 白色 綠色 深褐色 ④NaCl ⑤K2SO4 ⑥KBr 白色 白色 白色 哪些溶液呈天藍色 實驗說明什么離子呈天藍色，什么離子沒有顏色 四、配合物理論： 1、配位鍵 （1） 概念 共用電子對由一個原子單方向提供給另一原子共用所形成的共價鍵。 配位鍵的形成條件：一方有 ；另一方有 。 （2）表示 A B 電子對給予體 電子對接受體 【舉例】含有配位鍵的離子或分子： H3O+ NH4+ 【探究實驗】實驗2-2.，觀察并記錄現象。 【過渡思考】什么是配位化合物呢？是否含有配位鍵就是配位化合物？閱讀教材，找出配位化合物的概念。 2、配位化合物： 離子或原子與某些分子或離子以 鍵結合而形成的化合物稱為配合物。 【遷移思考】我們還見過哪些配位化合物的例子？（完成實驗2-3） 3、配位化合物的應用：（了解） 【課堂小結】 本節(jié)主要講述了配位鍵和配位化合物，注意它們的聯系。記住常見的配合物的例子。 【當堂達標】 1、銨根離子中存在的化學鍵類型按離子鍵、共價鍵和配位鍵分類，應含有（ ） A、 離子鍵和共價鍵 B、 離子鍵和配位鍵 C、 配位鍵和共價鍵 D、 離子鍵 2、下列屬于配合物的是（ ） A、NH4Cl B、Na2CO3.10H2O C、CuSO4. 5H2O D、Co（NH3）6Cl3 3、下列分子或離子中，能提供孤對電子與某些金屬離子形成配位鍵的是 （ ） ①H2O ②NH3 ③F— ④CN— ⑤CO A、①② B、① ②③ C、①②④ D、①②③④⑤ 4、配合物在許多方面有著廣泛的應用。下列敘述不正確的是 （ ） A、 以Mg2+為中心的大環(huán)配合物葉綠素能催化光合作用。 B、 Fe2+的卟啉配合物是輸送O2的血紅素。 C、 [Ag（NH3）2]+是化學鍍銀的有效成分。 D、 向溶液中逐滴加入氨水，可除去硫酸鋅溶液中的Cu2+。 5．下列微粒：①H3O+②NH4+③CH3COO-④ NH3⑤CH4中含有配位鍵的是（ ） A、①② B、①③ C、④⑤ D、②④ 6．亞硝酸根NO2-作為配體，有兩種方式。其一是氮原子提供孤對電子與中心原子配位；另一是氧原子提供孤對電子與中心原子配位 。前者稱為硝基，后者稱為亞硝酸根。 [Co（NH3）5NO2]Cl2 就有兩種存在形式，試畫出這兩種形式的配離子的結構式。 9